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电离辐射防护与安全培训基础知识.

辐射安全与防护初级培训
放射性基础知识
山东城市建设职业学院
2016. 11 济南
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张文革
主要内容
放射性基础知识
辐射防护中常用的量
放射源、射线装置的医学应用
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第一部分
放射性基础知识
1、什么是辐射?
辐射是指以波或高速粒子的形式向周围空 间或物质发射并在其中传播的能量的统称。 如声辐射、热辐射、电磁辐射、粒子辐射等。
(1)来自天然辐射源
宇宙辐射: 来自地球之外,如宇宙射线、宇生核
素C-14、H-3等;
地面辐射: 来自地壳中的天然放射性核素,如 U235、Tu-232、K-40、Rn-222等;
食品和饮料中的放射性:主要是K-40。
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3、电离辐射的主要来源 —— 天然源和人工源
(2)来自人工辐射源
① 放射性物质——即放射源
居里夫妇首次发现人工放射性同位素
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5.2 什么是放射性
放射性是指原子核自发地放射出射线的现象。
这些原子核处于不稳定状态,自发地放出由粒
子或光子组成的射线,并辐射出原子核里的过
剩能量,最常见的射线有 α 、 β 、 γ 射线,其他
可能还包括正电子、X射线、中子射线等。
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6. 常见电离辐射的特征
1H(氕99.985%)、2H(氘0.015%)、 3H(氚)
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关于氚
元素氢的一种放射性同位素,半衰期为12.5年, 发射β射线而衰变成氦3 ,能量为0.019MeV,大 量吸入氚会对人体有害 。 在自然界中存在极微,从核反应制得 。
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5. 关于放射性
5.1 放射性的发现
伦琴发现X射线——1895年 贝克勒尔发现放射性——1896年 居里夫妇发现新的放射性元素 1934年,法国核物理学家约里奥-
18 1 P O + 8 1 18 F 9
+ 10n
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4、物质结构
4.1 原子—— 组成元素的基本单位
所有的物质都是由分子构成的
分子是由原子构成的
原子是由原子核和电子构成的
原子核由质子和中子构成的。
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当获得或释 放能量的时 候,改变运 转轨道
电子:带有一个单位的负电荷, 电子位于围绕原子核的轨道上 e = -1.6×10-19C me= 9.1×10-31kg 质子:带有一个单位的正电荷, e= +1.6×10-19C mp=1.6726×10-27kg 中子:是不带电的中性粒子 mn=1.6749×10-27kg
6.1 α射线
α 射线: 是由 α粒子组成的粒子流, α 粒子由 2 个
质子和2个中子组成。出射速度约为光速的1%~
10%, 它的电离作用大,贯穿本领小,它在空气中的射 程只有几个厘米。
射线装置只有在工作时才会发出射线,是防护
的重点。
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X射线发生器
利用高速的带电粒子轰击某
些高原子序数靶而急速放缓 时产生X射线的装置。 X线机的核心部分是X线管。 电子由加热的金属丝产生; 高压电场用来加速电子高速 靶物质一般选择钨、钼、铅 X射线输出剂量正比于X射线管的电流乘以曝光时间mA· s
随着核内质子数和中子数的增加表现出周期性变化。
当质子数或中子数为2、8、20、28、50、82、126时特别稳定。
Z为43、61及 Z>83的元素没有稳定核素。
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4.3 同核异能素
激发态原子核称为基态原子核的同核异能素, 它们的A和Z均相同只是核能量状态不同。
99mTc表示该核素的原子核处于激发态。
不影响原子 的化学性质; 影响原子核 的稳定性
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原子的半径:R约为10-10m
原子核的半径:约为10-14~10-15m 原子质量单位u:1u=12C原子质量×1/12 =1.66×10-27kg 原子核的密度
2.84×108t/cm3
即在每立方厘米体积中有近3亿吨的物质

裂变:在核反应堆中发生的重核分裂成较小核子的 过程,裂变产物往往都具有放射性。如: I-131 、 Mo-99、Cs-137等。 核反应堆:就是中子源,如Co-59生产Co-60; 核反应堆的结构材料的感生放射性等。 离子轰击:被高能量的带电粒子轰击后的靶材料, 如F-18的制备。
放射性物质的原子核处于不稳定状态,其结构会 经历自发的改变,使原子核恢复到更稳定的状态, 即衰变。 衰变过程中发射出的粒子和射线,这些辐射属于 电离辐射。最常见的有α粒子、 β粒子和γ射线。
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② 射线装置
射线装置通常是指在接通电源后能够产生X射线 或电子流、质子流等的人造装置。 射线装置包括X线机、加速器、中子发生器以及 含放射源的装置。
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2、什么是电离辐射?
电离辐射:任何具有足够能量的粒子或射线,与
原子或分子中的电子相互作用,使电子获得足够的 能量从原子或分子中脱离出来,称为电离辐射。
非电离辐射:
辐射能量较低,照射到物体上 时无法使物质发生电离的辐射。
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电磁波谱
12eV
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3、电离辐射的主要来源 —— 天然源和人工源
放射性核素: 是一类不稳定的核素,能自发地
发生衰变,同时放射出射线,通过衰变形成稳定
的核素。绝大多数为人工放射性核素。
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原子核的稳定性
原子核的稳定性与核内质子数和中子数的比例有关。
轻元素Z<20:稳定核素少 中部元素20<Z<83 :稳定核素多 重元素Z>83:稳定核素少 偶偶核最稳定,奇奇核最不稳定
如99mTc称为99Tc的同核异能素。
注意: 99Tc和99mTc是两种独立的核素。
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核 素 氦-4 碳-12
质子数 2 6
中子数 2 6
质量数 4 12
符号
4He 12C
碳-13
碳-14
6
6
7
8
13
14
13C
14C
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4.4 同位素
同位素是质子数相同但中子数不同的某种元素的
各种核素。 同位素的化学性质相同,但放射性质可能不同。 自然界中许多元素具有同位素 天然存在的氢同位素有3种:
4.2 放射性核素
质子数 中子数 能态
核素: 是指在其原子核内具有一定数目的质子
和中子以及特定能态的一种原子核或原子。
核素的符号表示:
在实际应用中,有时只标记 核素的质量数,如14C、C-14、 碳-14。
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4.2 放射性核素
核素的分类:根据原子核的稳定性,核素分为
稳定的核素和不稳定的放射性核素。
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